一、前言
在上一篇關於授權碼模式中， 已經介紹了關於授權碼的基本內容，認識到這是一個擁有更為安全的機制,但這個仍然存在局限，雖然在文中我們說到通過后端的方式去獲取token,這種由web服務器和授權服務器直接通信，不需要經過用戶的瀏覽器或者其他的地方，但是在這種模式中，授權碼仍然是通過前端通道進行傳遞的，而且在訪問資源的中，也會將訪問令牌暴露給外界，就仍存在安全隱患。
快速回顧一下之前初識基礎知識點中提到的，
IdentityServer4是OpenID Connect+OAuth2.0相結合的認證框架，用戶身份認證和API的授權訪問，兩個結合一塊，實現了認證和授權的結合。
在幾篇關於授權模式篇章中，其中我們也使用了關於OpenID Connect 的簡化流程，在簡化流程中，所有令牌（身份令牌、訪問令牌）都通過瀏覽器傳輸，這對於身份令牌（IdentityToken）來說是沒有問題的，但是如果是訪問令牌（AccessToken）直接通過瀏覽器傳輸，就增加了一定的安全問題。因為訪問令牌比身份令牌更敏感，在非必須的情況下，我們不希望將它們暴露給外界。
所以我們就會考慮增加安全性，在OpenID Connect 包含一個名為“Hybrid（混合）”的流程，它為我們提供了兩全其美的優勢，身份令牌通過瀏覽器傳輸，因此客戶端可以在進行任何更多工作之前對其進行驗證。如果驗證成功，客戶端會通過令牌服務的以獲取訪問令牌。
二、初識
在認識混合模式（Hybrid Flow）時候，可以發現這里跟上一篇的授權碼模式有很多相似的地方，具體可以查看授權碼模式
查看使用OpenIDConnect時的安全性和隱私注意事項相關資料可以發現，
授權碼模式和混合模式的流程步驟分別如下：
Authorization Code Flow Steps
The Authorization Code Flow goes through the following steps.
- Client prepares an Authentication Request containing the desired request parameters.
- Client sends the request to the Authorization Server.
- Authorization Server Authenticates the End-User.
- Authorization Server obtains End-User Consent/Authorization.
- Authorization Server sends the End-User back to the Client with an Authorization Code.
- Client requests a response using the Authorization Code at the Token Endpoint.
- Client receives a response that contains an ID Token and Access Token in the response body.
- Client validates the ID token and retrieves the End-User's Subject Identifier.
Hybrid Flow Steps
The Hybrid Flow follows the following steps:
- Client prepares an Authentication Request containing the desired request parameters.
- Client sends the request to the Authorization Server.
- Authorization Server Authenticates the End-User.
- Authorization Server obtains End-User Consent/Authorization.
- Authorization Server sends the End-User back to the Client with an Authorization Code and, depending on the Response Type, one or more additional parameters.
- Client requests a response using the Authorization Code at the Token Endpoint.
- Client receives a response that contains an ID Token and Access Token in the response body.
- Client validates the ID Token and retrieves the End-User's Subject Identifier.
由以上對比發現，code和hybrid一樣都有8個步驟，大部分步驟也是相同的。最主要的區別在於第5步。
在授權碼模式中，成功響應身份驗證：
HTTP/1.1 302 Found
Location: https://client.example.org/cb?
code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA
&state=af0ifjsldkj
在混合模式中，成功響應身份驗證：
HTTP/1.1 302 Found
Location: https://client.example.org/cb#
code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA
&id_token=eyJ0 ... NiJ9.eyJ1c ... I6IjIifX0.DeWt4Qu ... ZXso
&state=af0ifjsldkj
其中多了一個id_token
在使用這些模式的時候，成功的身份驗證響應，存在指定的差異。這些授權端點的結果以不同的的依據返回。其中code是一定會返回的，access_token和id_token的返回依據 response_type 參數決定。
混合模式根據response_type的不同，authorization endpoint返回可以分為三種情況。
- response_type = code + id_token ，即包含Access Token和ID Token
- response_type = code + token ，即包含Authorization Code和Access Token
- response_type = code + id_token + token，即包含Authorization Code、identity Token和Access Token
三、實踐
接着我們進行一些簡單的實踐，因為有了前面授權碼模式代碼的經驗，編寫混合模式也是很簡單的。
（這里重復之前的代碼，防止被爬抓后內容的缺失不完整）
在示例實踐中，我們將創建一個授權訪問服務，定義一個MVC客戶端，MVC客戶端通過IdentityServer上請求訪問令牌，並使用它來訪問API。
3.1 搭建 Authorization Server 服務
搭建認證授權服務
3.1.1 安裝Nuget包
IdentityServer4程序包
3.1.2 配置內容
建立配置內容文件Config.cs
public static class Config
{
public static IEnumerable<IdentityResource> IdentityResources =>
new IdentityResource[]
{
new IdentityResources.OpenId(),
new IdentityResources.Profile(),
};
public static IEnumerable<ApiScope> ApiScopes =>
new ApiScope[]
{
new ApiScope("hybrid_scope1")
};
public static IEnumerable<ApiResource> ApiResources =>
new ApiResource[]
{
new ApiResource("api1","api1")
{
Scopes={ "hybrid_scope1" },
UserClaims={JwtClaimTypes.Role}, //添加Cliam 角色類型
ApiSecrets={new Secret("apipwd".Sha256())}
}
};
public static IEnumerable<Client> Clients =>
new Client[]
{
new Client
{
ClientId = "hybrid_client",
ClientName = "hybrid Auth",
ClientSecrets = { new Secret("511536EF-F270-4058-80CA-1C89C192F69A".Sha256()) },
AllowedGrantTypes = GrantTypes.Hybrid,
RedirectUris ={
"http://localhost:5002/signin-oidc", //跳轉登錄到的客戶端的地址
},
// RedirectUris = {"http://localhost:5002/auth.html" }, //跳轉登出到的客戶端的地址
PostLogoutRedirectUris ={
"http://localhost:5002/signout-callback-oidc",
},
ClientSecrets = { new Secret("511536EF-F270-4058-80CA-1C89C192F69A".Sha256()) },
AllowedScopes = {
IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile,
"hybrid_scope1"
},
//允許將token通過瀏覽器傳遞
AllowAccessTokensViaBrowser=true,
// 是否需要同意授權 （默認是false）
RequireConsent=true
}
};
}
RedirectUris: 登錄成功回調處理的客戶端地址，處理回調返回的數據，可以有多個。
PostLogoutRedirectUris：跳轉登出到的客戶端的地址。這兩個都是配置的客戶端的地址，且是identityserver4組件里面封裝好的地址，作用分別是登錄，注銷的回調
因為是混合授權的方式，所以我們通過代碼的方式來創建幾個測試用戶。
新建測試用戶文件TestUsers.cs
public class TestUsers
{
public static List<TestUser> Users
{
get
{
var address = new
{
street_address = "One Hacker Way",
locality = "Heidelberg",
postal_code = 69118,
country = "Germany"
};
return new List<TestUser>
{
new TestUser
{
SubjectId = "1",
Username = "i3yuan",
Password = "123456",
Claims =
{
new Claim(JwtClaimTypes.Name, "i3yuan Smith"),
new Claim(JwtClaimTypes.GivenName, "i3yuan"),
new Claim(JwtClaimTypes.FamilyName, "Smith"),
new Claim(JwtClaimTypes.Email, "i3yuan@email.com"),
new Claim(JwtClaimTypes.EmailVerified, "true", ClaimValueTypes.Boolean),
new Claim(JwtClaimTypes.WebSite, "http://i3yuan.top"),
new Claim(JwtClaimTypes.Address, JsonSerializer.Serialize(address), IdentityServerConstants.ClaimValueTypes.Json)
}
}
};
}
}
}
返回一個TestUser的集合。
通過以上添加好配置和測試用戶后，我們需要將用戶注冊到IdentityServer4服務中，接下來繼續介紹。
3.1.3 注冊服務
在startup.cs中ConfigureServices方法添加如下代碼：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
var builder = services.AddIdentityServer()
.AddTestUsers(TestUsers.Users); //添加測試用戶
// in-memory, code config
builder.AddInMemoryIdentityResources(Config.IdentityResources);
builder.AddInMemoryApiScopes(Config.ApiScopes);
builder.AddInMemoryApiResources(Config.ApiResources);
builder.AddInMemoryClients(Config.Clients);
// not recommended for production - you need to store your key material somewhere secure
builder.AddDeveloperSigningCredential();
services.ConfigureNonBreakingSameSiteCookies();
}
3.1.4 配置管道
在startup.cs中Configure方法添加如下代碼：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseStaticFiles();
app.UseRouting();
app.UseCookiePolicy();
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
app.UseIdentityServer();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapDefaultControllerRoute();
});
}
以上內容是快速搭建簡易IdentityServer項目服務的方式。
這搭建 Authorization Server 服務跟上一篇授權碼模式有何不同之處呢？
- 在Config中配置客戶端(client)中定義了一個
AllowedGrantTypes的屬性，這個屬性決定了Client可以被哪種模式被訪問，GrantTypes.Hybrid為混合模式。所以在本文中我們需要添加一個Client用於支持授權碼模式(Hybrid)。
3.2 搭建API資源
實現對API資源進行保護
3.2.1 快速搭建一個API項目
3.2.2 安裝Nuget包
IdentityServer4.AccessTokenValidation 包
3.2.3 注冊服務
在startup.cs中ConfigureServices方法添加如下代碼：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddControllersWithViews();
services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
services.AddAuthentication("Bearer")
.AddIdentityServerAuthentication(options =>
{
options.Authority = "http://localhost:5001";
options.RequireHttpsMetadata = false;
options.ApiName = "api1";
options.ApiSecret = "apipwd"; //對應ApiResources中的密鑰
});
}
AddAuthentication把Bearer配置成默認模式，將身份認證服務添加到DI中。
AddIdentityServerAuthentication把IdentityServer的access token添加到DI中，供身份認證服務使用。
3.2.4 配置管道
在startup.cs中Configure方法添加如下代碼：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseRouting();
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapDefaultControllerRoute();
});
}
UseAuthentication將身份驗證中間件添加到管道中；
UseAuthorization 將啟動授權中間件添加到管道中，以便在每次調用主機時執行身份驗證授權功能。
3.2.5 添加API資源接口
[Route("api/[Controller]")]
[ApiController]
public class IdentityController:ControllerBase
{
[HttpGet("getUserClaims")]
[Authorize]
public IActionResult GetUserClaims()
{
return new JsonResult(from c in User.Claims select new { c.Type, c.Value });
}
}
在IdentityController 控制器中添加 [Authorize] , 在進行請求資源的時候，需進行認證授權通過后，才能進行訪問。
3.3 搭建MVC 客戶端
實現對客戶端認證授權訪問資源
3.3.1 快速搭建一個MVC項目
3.3.2 安裝Nuget包
IdentityServer4.AccessTokenValidation 包
3.3.3 注冊服務
要將對 OpenID Connect 身份認證的支持添加到MVC應用程序中。
在startup.cs中ConfigureServices方法添加如下代碼：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddControllersWithViews();
services.AddAuthorization();
services.AddAuthentication(options =>
{
options.DefaultScheme = "Cookies";
options.DefaultChallengeScheme = "oidc";
})
.AddCookie("Cookies") //使用Cookie作為驗證用戶的首選方式
.AddOpenIdConnect("oidc", options =>
{
options.Authority = "http://localhost:5001"; //授權服務器地址
options.RequireHttpsMetadata = false; //暫時不用https
options.ClientId = "hybrid_client";
options.ClientSecret = "511536EF-F270-4058-80CA-1C89C192F69A";
options.ResponseType = "code id_token"; //代表
options.Scope.Add("hybrid_scope1"); //添加授權資源
options.SaveTokens = true; //表示把獲取的Token存到Cookie中
options.GetClaimsFromUserInfoEndpoint = true;
});
services.ConfigureNonBreakingSameSiteCookies();
}
AddAuthentication注入添加認證授權，當需要用戶登錄時，使用cookie來本地登錄用戶（通過“Cookies”作為DefaultScheme），並將DefaultChallengeScheme設置為“oidc”，- 使用
AddCookie添加可以處理 cookie 的處理程序。- 在
AddOpenIdConnect用於配置執行OpenID Connect協議的處理程序和相關參數。Authority表明之前搭建的 IdentityServer 授權服務地址。然后我們通過ClientId、ClientSecret,識別這個客戶端。SaveTokens用於保存從IdentityServer獲取的token至cookie,ture標識ASP.NETCore將會自動存儲身份認證session的access和refresh token。- 我們在配置
ResponseType時需要使用Hybrid定義的三種情況之一，具體代碼如上所述。
3.3.4 配置管道
然后要確保認證服務執行對每個請求的驗證，加入UseAuthentication和UseAuthorization到Configure中,在startup.cs中Configure方法添加如下代碼：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
}
app.UseStaticFiles();
app.UseRouting();
app.UseCookiePolicy();
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllerRoute(
name: "default",
pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}
UseAuthentication將身份驗證中間件添加到管道中；
UseAuthorization 將啟動授權中間件添加到管道中，以便在每次調用主機時執行身份驗證授權功能。
3.3.5 添加授權
在HomeController控制器並添加[Authorize]特性到其中一個方法。在進行請求的時候，需進行認證授權通過后，才能進行訪問。
[Authorize]
public IActionResult Privacy()
{
ViewData["Message"] = "Secure page.";
return View();
}
還要修改主視圖以顯示用戶的Claim以及cookie屬性。
@using Microsoft.AspNetCore.Authentication
<h2>Claims</h2>
<dl>
@foreach (var claim in User.Claims)
{
<dt>@claim.Type</dt>
<dd>@claim.Value</dd>
}
</dl>
<h2>Properties</h2>
<dl>
@foreach (var prop in (await Context.AuthenticateAsync()).Properties.Items)
{
<dt>@prop.Key</dt>
<dd>@prop.Value</dd>
}
</dl>
訪問 Privacy 頁面，跳轉到認證服務地址，進行賬號密碼登錄，Logout 用於用戶的注銷操作。
3.3.6 添加資源訪問
在HomeController控制器添加對API資源訪問的接口方法。在進行請求的時候，訪問API受保護資源。
/// <summary>
/// 測試請求API資源(api1)
/// </summary>
/// <returns></returns>
public async Task<IActionResult> getApi()
{
var client = new HttpClient();
var accessToken = await HttpContext.GetTokenAsync(OpenIdConnectParameterNames.AccessToken);
if (string.IsNullOrEmpty(accessToken))
{
return Json(new { msg = "accesstoken 獲取失敗" });
}
client.DefaultRequestHeaders.Authorization = new AuthenticationHeaderValue("Bearer", accessToken);
var httpResponse = await client.GetAsync("http://localhost:5003/api/identity/GetUserClaims");
var result = await httpResponse.Content.ReadAsStringAsync();
if (!httpResponse.IsSuccessStatusCode)
{
return Json(new { msg = "請求 api1 失敗。", error = result });
}
return Json(new
{
msg = "成功",
data = JsonConvert.DeserializeObject(result)
});
}
測試這里通過獲取accessToken之后，設置client請求頭的認證，訪問API資源受保護的地址，獲取資源。
3.4 效果
我們通過對比授權碼模式與混合模式 可以發現，在大部分步驟是相同的，但也存在一些差異。
在整個過程中，我們使用抓取請求，可以看到在Authorization Endpoint中兩者的區別如下：
授權碼模式：
混合模式：
在Authorization EndPoint返回的Id_Token和Token EndPoint返回的id_Token中，可以看到兩次值是可能不相同的，但是其中包含的用戶信息都是一樣的。
在使用Hybrid時我們看到授權終結點返回的Id Token中包含at_hash（Access Token的哈希值）和s_hash（State的哈希值），規范中定義了以下的一些檢驗規則。
- 兩個id_token中的 iss 和 sub 必須相同。
- 如果任何一個 id token 中包含關於終端用戶的聲明，兩個令牌中提供的值必須相同。
- 關於驗證事件的聲明必須都提供。
- at_hash 和 s_hash 聲明可能會從 token 端點返回的令牌中忽略，即使從 authorize 端點返回的令牌中已經聲明。
四、問題
4.1 設置RequirePkce
在指定基於授權碼的令牌是否需要驗證密鑰，默認為true。
解決方法：
修改Config中的RequirePkce為false即可。這樣服務端便不在需要客戶端提供code challeng。
RequirePkce = false,//v4.x需要配置這個
4.2 設置ResponseType
在上文中提到的MVC客戶端中配置ResponseType時可以使用Hybrid定義的三種情況。
而當設置為"code token", "code id_token token"中的一種，即只要包含token，都會報如下錯誤：
解決方法：
授權服務端中的Config中增加允許將token通過瀏覽器傳遞
AllowAccessTokensViaBrowser = true,
五、總結
-
由於令牌都通過瀏覽器傳輸，為了提高更好的安全性，我們不想暴露訪問令牌，
OpenID Connect包含一個名為“Hybrid（混合）”的流程，它可以讓身份令牌(id_token)通過前端瀏覽器通道傳輸，因此客戶端可以在做更多的工作之前驗證它。 如果驗證成功，客戶端會打開令牌服務的后端服務器通道來檢索訪問令牌(access_token)。 -
在后續會對這方面進行介紹繼續說明，數據庫持久化問題，以及如何應用在API資源服務器中和配置在客戶端中，會進一步說明。
-
如果有不對的或不理解的地方，希望大家可以多多指正，提出問題，一起討論,不斷學習,共同進步。